(57)【要約】【課題】  １対の冷却ローラを用いて金属溶湯から金属シートを製造する装置において、冷却ローラに適切な温度の金属溶湯を安定して供給する。【解決手段】  冷却ローラ１０，１２に向けて金属溶湯を供給するノズル１８に、バルブ２０を介して第１溶湯保持炉２８と、バルブ２６を介して第２溶湯保持炉３０を接続する。第１溶湯保持炉２８は金属溶湯を第１の温度で保持し、第２溶湯保持炉３０は金属溶湯を第２の温度で保持する。温度センサ３６によって、ノズル１８から冷却ローラ１０，１２に向けて供給される金属溶湯の温度を計測する。温度センサ３６で計測される金属溶湯３８の温度が変化すると、その温度変化に応じてバルブ２０，２６の開度を調整する。これによって、ノズル１８から冷却ローラ１０，１２に供給される金属溶湯の温度を短時間で変化させる。【選択図】  図１
2005230837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属溶湯から金属シートを製造する装置であり、
間隙を隔てて対向する１対の冷却ローラと、
前記間隙に向けて金属溶湯を供給するノズルと、
金属溶湯を第１の温度で保持する第１溶湯保持炉と、
金属溶湯を第２の温度で保持する第２溶湯保持炉と、
ノズルから前記間隙に向けて供給される金属溶湯の温度を計測する温度センサと、
温度センサからの出力に基づいて、第１溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量と第２溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量の比率を調整する制御手段と、を有する金属シートの製造装置。
【請求項２】
前記冷却ローラの長手方向複数箇所にノズルが設けられ、
それら各ノズルには、第１溶湯保持炉と第２溶湯保持炉のそれぞれから金属溶湯が供給可能とされると共に、それら各ノズルから前記間隙に供給される金属溶湯の温度を計測する温度センサがそれぞれ設けられ、
前記制御手段は、ノズル毎に、当該ノズルに対応する温度センサからの出力に基づいて、第１溶湯保持炉から当該ノズルに供給される金属溶湯量と第２溶湯保持炉から当該ノズルに供給される金属溶湯量の比率を調整することを特徴とする請求項１に記載の金属シートの製造装置。
【請求項３】
第１の温度で保持された金属溶湯と第２の温度で保持された金属溶湯とを混合し、その混合した金属溶湯を１対の冷却ローラの間隙に供給し、前記間隙に供給された金属溶湯を冷却ローラで冷却することによって金属シートを製造する方法であり、
前記間隙に供給される金属溶湯の温度を計測する工程と、
計測された金属溶湯の温度に基づいて、第１の温度で保持された金属溶湯と第２の温度で保持された金属溶湯の混合比を調整する工程とを有する金属シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属シートの製造技術に関する。特に、金属溶湯を１対の冷却ローラ間の間隙を通過させ、一定の板厚の金属シートを製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属溶湯から金属シートを製造するために、１対の冷却ローラを利用する技術が知られている。１対の冷却ローラは、一定の間隙を保って回転する。金属溶湯が冷却ローラ間の間隙の入口に供給されると、冷却ローラの回転によって金属溶湯が間隙内に送込まれる。間隙内に送込まれた金属溶湯は、冷却ローラの間隙を通過する間に冷却されて固化し、金属シートとなって冷却ローラから送出される。この技術によって、一定の板厚の金属シートを連続して製造することができる。
【０００３】
この製造技術では、冷却ローラの間隙に供給される金属溶湯の温度を適切な温度に制御することが重要となる。即ち、冷却ローラの間隙に供給される金属溶湯の温度が低すぎると、金属溶湯の凝固が早く進行し、固相部分の割合が高くなって冷却ローラにより圧延できない状態が発生する（いわゆる、ローラへのかみこみ）。逆に、冷却ローラの間隙に供給される金属溶湯の温度が高すぎると、金属溶湯が凝固する前に冷却ローラから送出されてしまう状態が発生する（いわゆる、溶湯排出）。このため、冷却ローラに供給する金属溶湯を適切な温度に制御するための技術が開発されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１の技術では、とりべ内の金属溶湯がタンディシュを介して冷却ローラの間隙に供給される。タンディシュにはタンディシュ内の金属溶湯を加熱するための加熱装置（プラズマ・アークトーチ）が設けられる。設備起動時には、加熱装置により加熱された高温の金属溶湯が冷却ローラに供給される。高温の金属溶湯によって予熱が行われた後は定常運転に移行し、設備起動時に供給された金属溶湯の温度よりも低い温度の金属溶湯が冷却ローラに供給される。定常運転に移行すると、タンディシュ内の金属溶湯の温度が略一定の温度となるように、加熱装置からタンディシュ内の金属溶湯に熱エネルギーを付与する。
【特許文献１】特開平７−１３２３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、タンディシュに設けた加熱装置によって、冷却ローラに供給される金属溶湯の温度を略一定に保つようにしている。しかしながら、この従来技術では、加熱対象となるタンディシュ内の金属溶湯量が多くなると（すなわち、熱容量が大きくなると）、短時間で金属溶湯の温度を変化させることが困難となる。また、冷却ローラに供給される金属溶湯の温度が高くなりすぎた場合は、タンディシュ内の金属溶湯の放熱による温度低下を待つこととなるため、迅速に対応することができない。このため、従来の技術では、冷却ローラの間隙に供給される金属溶湯の温度を適切な温度に安定して制御することが困難であった。
【０００５】
本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却ローラに供給される金属溶湯の温度変化に迅速に対応し、適切な温度の金属溶湯を安定して冷却ローラに供給することができる製造装置と製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の装置は、金属溶湯から金属シートを製造する装置であって、以下の手段を備える。すなわち、間隙を隔てて対向する１対の冷却ローラと、前記間隙に向けて金属溶湯を供給するノズルと、金属溶湯を第１の温度で保持する第１溶湯保持炉と、金属溶湯を第２の温度で保持する第２溶湯保持炉と、ノズルから前記間隙に向けて供給される金属溶湯の温度を計測する温度センサと、温度センサからの出力に基づいて、第１溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量と第２溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量の比率を調整する制御手段とを有する。
【０００７】
本発明の金属シート製造装置は、金属溶湯を第１の温度で保持する第１溶湯保持炉と、金属溶湯を第２の温度で保持する第２溶湯保持炉を備える。冷却ローラの間隙には、第１の温度で保持された金属溶湯と第２の温度で保持された金属溶湯を混合したものが供給される。したがって、冷却ローラに供給される金属溶湯の温度は、第１の温度で保持された金属溶湯と第２の温度で保持された金属溶湯の混合比を変えることで、短時間で変化（温度上昇又は温度降下）させることができる。本発明の製造装置では、ノズルから冷却ローラに供給される金属溶湯の温度を温度センサで計測し、この計測した温度に基づいて第１の温度で保持された金属溶湯と第２の温度で保持された金属溶湯の混合比を調整するため、適切な温度の金属溶湯を安定して冷却ローラに供給することができる。
【０００８】
上記金属シート製造装置では、前記冷却ローラの長手方向複数箇所にノズルが設けられ、それら各ノズルには、第１溶湯保持炉と第２溶湯保持炉のそれぞれから金属溶湯が供給可能とされると共に、それら各ノズルから前記間隙に供給される金属溶湯の温度を計測する温度センサがそれぞれ設けられることが好ましい。そして、前記制御手段は、ノズル毎に、当該ノズルに対応する温度センサからの出力に基づいて、第１溶湯保持炉から当該ノズルに供給される金属溶湯量と第２溶湯保持炉から当該ノズルに供給される金属溶湯量の比率を調整することが好ましい。
【０００９】
この金属ソート製造装置では、冷却ローラの長手方向複数箇所にノズルが設けられ、各ノズルから冷却ローラの間隙に供給される金属溶湯の温度がそれぞれ制御される。したがって、冷却ローラの長手方向の冷却能力の相違に応じて、各ノズルから適切な温度の金属溶湯が冷却ローラに供給される。
【００１０】
本発明は、また、冷却ローラへのかみこみや溶湯排出を防止することができる金属シートの製造方法を創作した。この製造方法は、第１の温度で保持された金属溶湯と第２の温度で保持された金属溶湯とを混合し、その混合した金属溶湯を１対の冷却ローラの間隙に供給し、前記間隙に供給された金属溶湯を冷却ローラで冷却することによって金属シートを製造する方法であり、前記間隙に供給される金属溶湯の温度を計測する工程と、計測された金属溶湯の温度に基づいて、第１の温度で保持された金属溶湯と第２の温度で保持された金属溶湯の混合比を調整する工程とを有する。
この製造方法によると、冷却ローラに適切な温度の金属溶湯を安定して供給することができ、これによって冷却ローラへのかみこみや溶湯排出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本願に係る金属シートの製造装置と製造方法を実施するための最良の形態を列記する。
（形態１）１対の冷却ローラが水平に配置される。冷却ローラ間には所定の間隙が設けられる。金属シート製造時には、冷却ローラ間の間隙の上方に金属溶湯の湯溜りが形成される。湯溜りを形成する溶湯金属は、冷却ローラの回転によって冷却ローラ間の間隙に送込まれる。
（形態２）冷却ローラの上方にはノズル（タンディシュ）が配置される。ノズルの先端には温度センサが配置される。金属シート製造時には、温度センサが湯溜り中に浸漬し、湯溜りを形成する金属溶湯の温度を計測する。
（形態３）高温の金属溶湯を保持する第１溶湯保持炉と、低温の金属溶湯を保持する第２溶湯保持炉が設けられる。第１溶湯保持炉と第２溶湯保持炉はそれぞれ流量調整バルブを介してノズル（タンディシュ）に連結される。
（形態４）コントローラは、温度センサで計測される金属溶湯の温度が目標温度となるように各流量調整バルブの開度を制御して、第１溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量と第２溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量の比率を調整する。
（形態５）冷却ローラに供給される金属溶湯の目標温度は、装置起動時には高く設定され、時間の経過に伴って低くなるように設定する。定常運転時は、起動時の温度より低い温度で一定に維持される。
（形態６）冷却ローラの長手方向に複数のノズルが配置される。各ノズルは、それぞれ第１溶湯保持炉と第２溶湯保持炉に流量調整バルブを介して連結される。各ノズルの先端には温度センサが配置される。コントローラは、温度センサから出力される金属溶湯の温度データに基づいて、ノズル毎に第１溶湯保持炉の金属溶湯量と第２溶湯保持炉の金属溶湯量の混合比を制御する。
【実施例】
【００１２】
以下に、本発明の金属シートの製造方法と製造装置の実施例を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施例）  図１は、本発明の第１実施例に係わる金属シート製造装置の構成を模式的に示している。本実施例の金属シート製造装置では、一対の冷却ローラ１０、１２が水平に配置されている。冷却ローラ１０と冷却ローラ１２の間には、所定の距離の間隙が設けられる。各冷却ローラ１０、１２内には、冷却水通路（図示省略）が設けられており、冷却水通路には所定の流量の冷却水が流れるようになっている。冷却ローラ１０，１２には、それぞれモータが接続されている。各モータは、冷却ローラ１０，１２間の間隙に金属溶湯を送込む方向に冷却ローラ１０，１２をそれぞれ回転させる。各モータ（すなわち、冷却ローラ１０，１２）の回転数は、後述するコントローラ３２によって制御可能となっている。
【００１３】
冷却ローラ１０，１２の両端上方には、サイドダム１４，１６が摺設されている。金属シート４０の製造時には、冷却ローラ１０，１２及びサイドダム１４，１６によって、冷却ローラ１０，１２の間隙の上方に金属溶湯の湯溜り３８が形成されるようになっている。湯溜り３８内の金属溶湯は、冷却ローラ１０，１２の外周面と接する部分から固化され、冷却ローラ１０，１２の回転によって間隙に送込まれる。間隙に送り込まれた金属溶湯は中心部まで固化し、金属シート４０となって冷却ローラ１０，１２の間隙から送出される。
【００１４】
冷却ローラ１０，１２の中央上方には、ノズル１８（タンディシュ）が配設されている。ノズル１８は耐熱性のセラミック等によって製作されており、所定量の金属溶湯を貯えることができる。
図２に示すように、金属シート製造時には、ノズル１８の先端１９が湯溜り３８内に浸漬される。したがって、ノズル１８内の金属溶湯の液面高さと湯溜り３８の液面高さとは相関関係（力学的釣り合い）が成立し、ノズル１８内の金属溶湯の液面高さを一定にすることで湯溜り３８の液面高さが一定に保たれるようになっている。ノズル１８内の金属溶湯の液面高さは、ノズル１８の壁面に埋設された液面センサ３４によって検出されるようになっている。液面センサ３４によって検出された液面高さは、コントローラ３２に出力される。
また、ノズル１８の先端１９には、温度センサ（例えば、熱電対）３６が突設されている。金属シート製造時には、温度センサ３６が湯溜り３８内に浸漬する。したがって、温度センサ３６によって、湯溜り３８を形成する金属溶湯（すなわち、ノズル１８から冷却ローラ１０，１２に供給された金属溶湯）の温度が計測されるようになっている。温度センサ３６によって計測された湯溜り３８の温度はコントローラ３２に出力される。
なお、ノズル１８には、ノズル１８内の金属溶湯を保温するための加熱装置（ヒータ）が設けられていてもよい。
【００１５】
上記ノズル１８には、第１溶湯流路２２を介して第１溶湯保持炉２８が接続される。また、ノズル１８には、第２溶湯流路２４を介して第２溶湯保持炉３０が接続される。
第１溶湯保持炉２８と第２溶湯保持炉３０は、それぞれノズル１８に供給する金属溶湯を所定量だけ貯留することができる。また、第１溶湯保持炉２８と第２溶湯保持炉３０は、それぞれ貯留する金属溶湯の温度を一定に保持するための加熱装置（ヒータ）を備えている。本実施例では、第１溶湯保持炉２８は高温Ｔ１（例えば、金属の液相温度より１００℃程度高い温度）で金属溶湯を貯留し、第２溶湯保持炉３０は低温Ｔ２（例えば、金属の液相温度より５０℃程度高い温度）で金属溶湯を貯留している。
第１溶湯保持炉２８からノズル１８に供給される金属溶湯流量Ｑ１は、第１溶湯流路２２に設けたバルブ２０によって調整される。第２溶湯保持炉３０からノズル１８に供給される金属溶湯流量Ｑ２は、第２溶湯流路２４に設けたバルブ２６によって調整される。したがって、バルブ２０，２６の開度を調整することで、第１溶湯保持炉２８からノズル１８に供給される金属溶湯流量Ｑ１と第２溶湯保持炉３０からノズル１８に供給される金属溶湯流量Ｑ２の比率（Ｑ１：Ｑ２）を調整することができる。バルブ１８，２０による金属溶湯流量Ｑ１，Ｑ２の調整は、コントローラ３２によって行うことができる。
なお、図３に示すように、第１溶湯保持炉２８からノズル１８への金属溶湯の流入口１７ａと、第２溶湯保持炉３０からノズル１８への金属溶湯の流入口１７ｂは、ノズル１８内に流入した金属溶湯が旋回流となるように、ノズル１８に対して接線方向から流入するようになっている。これによって、ノズル１８に供給された金属溶湯が均一に混合されるようになっている。
【００１６】
コントローラ３２は、温度センサ３６から出力される湯溜り３８の温度と、液面センサ３４から出力されるノズル１８内の金属溶湯の液面高さを受け取る。コントローラ３２は、湯溜り３８の温度変化と、ノズル１８内の金属溶湯の液面高さの変化をモニターし、湯溜り３８の温度が目標温度となり、かつ、ノズル１８内の金属溶湯の液面高さが一定となるように、バルブ１８，２０の開度を制御する。
【００１７】
コントローラ３２による制御内容を、図４のフローチャートを参照して説明する。金属シート製造装置の運転が開始されると、コントローラ３２は、まず、装置稼働時間計測用のタイマをスタートさせる（ステップＳ１０）。次いで、バルブ２０，２６を開いて、第１溶湯保持炉２８及び第２溶湯保持炉３０からノズル１８に金属溶湯の供給を開始する（ステップＳ１２）。これによって、ノズル１８から冷却ローラ１０，１２上に金属溶湯が供給され、冷却ローラ１０，１２上に湯溜り３８が形成される。
次に、コントローラ３２は、温度センサ３６から出力される湯溜り３８の温度Ｔを読み込み（Ｓ１４）、液面センサ３４から出力されるノズル１８内の金属溶湯の液面高さＨを読込む（ステップＳ１６）。
【００１８】
湯溜り３８の温度Ｔとノズル１８内の金属溶湯の液面高さＨを読込むと、コントローラ３２は、読込んだ温度Ｔと液面高さＨから、第１溶湯保持炉２８からノズル１８に供給される金属溶湯量と第２溶湯保持炉３０からノズル１８に供給される金属溶湯量を決定し、決定された金属溶湯量がノズル１８に供給されるようにバルブ２０，２６を調整する（ステップＳ１８〜Ｓ２４）。
具体的な処理としては、まず、コントローラ３２は、ステップＳ１０でスタートしたタイマによって計測された時間（装置稼働時間）から、金属溶湯の目標温度Ｔｒを決定する（Ｓ１８）。本実施例では、目標温度Ｔｒは装置稼働時間ｔによって変化するように設定されている。図５は目標温度Ｔｒと装置稼働時間ｔの関係を示すグラフである。図５に示すように、目標温度Ｔｒは装置起動時には高めの温度Ｔ３に設定されており、時間の経過に伴って徐々に低下し、装置起動時からｔ１時間経過後は温度Ｔ４（Ｔ３＞Ｔ４）で一定となるように設定されている。これによって、装置起動時の装置全体が冷えている状態では高温の金属溶湯が冷却ローラ１０，１２に供給され、溶湯金属の冷却ローラ１０，１２へのかみこみが防止される。一方、時間が経過して装置全体が暖まった後は、低温の金属溶湯が冷却ローラ１０，１２に供給され、溶融金属が溶湯のまま冷却ローラ１０，１２から排出されてしまうことが防止される。
なお、目標温度Ｔｒ（Ｔ３〜Ｔ４）は、金属溶湯の凝固温度以上で、かつ、冷却ローラ１０，１２の冷却能力の範囲内（すなわち、金属溶湯が冷却ローラ１０，１２の間隙を通過する間に凝固できる範囲内）で設定されている。例えば、本実施例の金属シート製造装置でアルミの金属シートを製造する場合は、目標温度Ｔ３を７３０℃程度、目標温度Ｔ４を６８０℃程度に設定することができる。
【００１９】
ステップＳ１８で目標温度Ｔｒが決定されると、その決定された目標温度ＴｒとステップＳ１４で計測した測定温度Ｔに基づいて、第１溶湯保持炉２８からの高温溶湯と第２溶湯保持炉３０からの低温溶湯の流量比Ｒを決定する（ステップＳ２０）。すなわち、測定温度Ｔが目標温度Ｔｒより高いときは第２溶湯保持炉３０からの低温溶湯が多くなるように流量比Ｒを変更し、測定温度Ｔが目標温度Ｔｒより低いときは第１溶湯保持炉２８からの高温溶湯が多くなるように流量比Ｒを変更する。
流量比Ｒは、例えば、下記の式により決定することができる。
Ｒ＝Ｒ０＋Ｋｐ・（Ｔｒ−Ｔ）＋Ｋｉ・∫（Ｔｒ−Ｔ）ｄｔ
式中、Ｒ０は目標温度Ｔｒによって決まる基準流量比、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲインを表している。基準流量比Ｒ０、比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉは実験結果等に基づいて予め設定することができる。図６には、実験によって求めた基準流量比Ｒ０と目標温度Ｔｒの関係の一例が示されている。図６に示す例では、金属溶湯の目標温度Ｔｒが温度Ｔ３のときは第１溶湯保持炉２８からの高温溶湯のみがノズル１８に供給され（即ち、Ｒ０＝１．０）、金属溶湯の目標温度Ｔｒが温度Ｔ４のときは第２溶湯保持炉３０からの低温溶湯のみがノズル１８に供給されるようになっている（Ｒ０＝０．０）。
【００２０】
ステップＳ２２では、コントローラ３２は、冷却ローラ１０，１２の回転速度とステップＳ１６で計測した金属溶湯の液面高さＨに基づいて、ノズル１８に供給される全金属溶湯流量Ｑ（＝Ｑ１＋Ｑ２）を算出する。本実施例では、湯溜り３８の液面高さ（すなわち、ノズル１８内の金属溶湯の液面高さＨ）が一定となるように、第１溶湯保持炉２８及び第２溶湯保持炉３０からノズル１８に金属溶湯が供給される。したがって、ステップＳ１６で計測された液面高さＨが目標液面高さＨｒより低いときはノズル１８に供給する全金属溶湯流量Ｑを増加し、逆に、ステップＳ１６で計測された液面高さＨが目標液面高さＨｒより高いときはノズル１８に供給する全金属溶湯流量Ｑを減少させる。また、湯溜り３８の金属溶湯は、冷却ローラ１０，１２が回転することで送出される金属シート４０の分だけ減少するため、その減少分だけノズル１８から湯溜り３８に金属溶湯を供給する必要がある。したがって、ノズル１８への全金属溶湯流量Ｑは、下記の式により決定することができる。
Ｑ＝Ｖ・ｔｍ・Ｌ＋Ｇｐ・（Ｈｒ−Ｈ）＋Ｇｉ・∫（Ｈｒ−Ｈ）ｄｔ
式中、Ｖは金属シート４０の排出速度（冷却ローラ１０，１２の回転数から算出）、ｔｍは金属シート４０の厚さ（冷却ローラ１０，１２間の間隙の距離）、Ｌは金属シート４０の幅（冷却ローラ１０，１２の水平方向の長さ）、Ｇｐは比例ゲイン、及びＧｉは積分ゲインである。上記の式の第１項（Ｖ・ｔｍ・Ｌ）は金属シート４０の製造による減少分であり、第２項・第３項は測定された液面高さＨに基づく補正分である。
【００２１】
ステップＳ２０で流量比Ｒが決定され、ステップＳ２２で全金属溶湯流量Ｑが決定されると、これらの値に基づいてバルブ２０，２６の開度を算出し、その算出した開度となるようにバルブ２０，２６を駆動する（ステップＳ２４）。例えば、流量比がＲで、全金属溶湯流量がＱと決定された場合、第１溶湯保持炉２８からノズル１８に供給される金属溶湯流量Ｑ１（高温溶湯の流量）はＱ×Ｒとなり、第２溶湯保持炉３０からノズル１８に供給される金属溶湯流量Ｑ２（低温溶湯の流量）はＱ×（１−Ｒ）となる。高温溶湯の流量Ｑ１が決定されると、バルブ２０の流量特性（バルブ開度−流量）に基づいてバルブ２０の開度を決定し、決定した開度となるように駆動信号をバルブ２０に出力する。同様に、低温溶湯の流量Ｑ２が決定されると、バルブ２６の流量特性からバルブ２６の開度を決定し、決定した開度となるように駆動信号をバルブ２６に出力する。
【００２２】
ステップＳ２６に進むと、コントローラ３２は、装置の停止命令が出されているか否かを確認する。装置の停止命令が出ているときには処理を終了する。装置の停止命令が出されていないときは、ステップＳ１４に戻って、ステップＳ１４からの処理を繰り返す。
【００２３】
本実施例の金属シートの製造装置は、湯溜り３８の温度変化に基づいて、第１溶湯保持炉２８からノズル１８に供給される高温溶湯と、第２溶湯保持炉３０からノズル１８に供給される低温溶湯の流量比を調整する。したがって、ノズル１８から湯溜り３８に供給される溶湯温度が短時間に変化し、湯溜り３８の温度を目標温度で安定して維持することができる。このため、冷却ローラ１０，１２のかみこみによる装置停止や、冷却ローラ１０，１２から未凝固の溶湯金属が排出されてしまうことが効果的に防止される。
【００２４】
（第２実施例）  第２実施例の金属シート製造装置について説明する。図７に示すように、第２実施例の金属シート製造装置も第１実施例と略同一の構成を有しているが、冷却ローラの長手方向複数箇所にノズルが設けられる点で異なる。したがって、第１実施例と同一構成に係る部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。
本実施例の金属シート製造装置では、冷却ローラ１０，１２の長手方向３箇所にノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃが配置されている。すなわち、ノズル１８ａ，１８ｃは冷却ローラ１０，１２の両端部近傍に配置され、ノズル１８ｂは冷却ローラ１０，１２の中央に配置されている。
【００２５】
各ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃの先端には、それぞれ温度センサ３６ａ，３６ｂ，３６ｃが設けられている。ノズル１８ａの温度センサ３６ａはノズル１８ａの配置位置における湯溜り３８の温度を計測し、ノズル１８ｂの温度センサ３６ｂはノズル１８ｂの配置位置における湯溜り３８の温度を計測し、ノズル１８ｃの温度センサ３６ｃはノズル１８ｃの配置位置おける湯溜り３８の温度を計測する。温度センサ３６ａ，３６ｂ，３６ｃで計測された温度は、それぞれコントローラ３２に出力される。
さらに、ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃには、それぞれ液面センサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃが設けられる。液面センサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、それぞれノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃにおける金属溶湯の液面高さを計測する。計測された各液面高さは、コントローラ３２に出力される。
【００２６】
また、各ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃには、バルブ２０ａ〜２０ｃを介して第１溶湯保持炉２８が接続され、また、バルブ２６ａ〜２６ｃを介して第２溶湯保持炉３０が接続されている。バルブ２０ａ〜２０ｃ並びにバルブ２６ａ〜２６ｃは、コントローラ３２によって独立して制御が可能となっている。したがって、ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃ毎に、高温溶湯量（第１溶湯保持炉２８からの金属溶湯量）と低温溶湯量（第２溶湯保持炉３０からの金属溶湯量）の混合比が調整可能となっている。
【００２７】
第２実施例のコントローラ３２も、基本的には第１実施例と同様に、温度センサ３６ａ〜３６ｃで計測された温度と液面センサ３４ａ〜３４ｃで計測された液面高さに基づき、バルブ２０ａ〜２０ｃ，２６ａ〜２６ｃの調整を行う。ただし、第２実施例のコントローラ３２は、ノズル毎に高温溶湯と低温溶湯の流量比を決定し、ノズル毎に冷却ローラ１０，１２に供給する溶湯温度を変える点で異なる。以下、第１実施例と異なる点を、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。
第２実施例のコントローラ３２は、ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃ毎に湯溜り３８の温度と液面高さを取り込む（第１実施例のステップＳ１４，１６に相当）。次いで、ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃ毎に金属溶湯の目標温度Ｔｒを決定する（第１実施例のステップＳ１８に相当）。目標温度Ｔｒは、全てのノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃで同一の目標温度としてもよいし、ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃ毎に異なる目標温度を設定することもできる。例えば、ノズル１８ａ，１８ｃの目標温度を、ノズル１８ｂの目標温度と比較して高めに設定する。これにより、冷却されやすい部分（すなわち、冷却ローラ１０，１２の両端部）に高温の金属溶湯が供給され、湯溜り３８に冷却ローラ１０，１２の長手方向に温度差が生じることを防止することができる。
【００２８】
ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃ毎に湯溜り３８の温度が計測され、目標温度Ｔｒが決定されると、第１実施例と同様の手順でノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃ毎に流量比Ｒを決定する（第１実施例のステップＳ２０に相当）。計測される湯溜り３８の温度（及び／又は目標温度Ｔｒ）がノズル毎に異なることから、ノズル毎に決定される流量比も異なることとなる。したがって、ノズル毎に冷却ローラ１０，１２に供給される金属溶湯の温度も異なることとなる。なお、基準流量比Ｒ０、比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉは、ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃ毎に設定することができる。
【００２９】
ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃの流量比が決定されると、第１溶湯保持炉２８と第２溶湯保持炉３０からノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃに供給される全金属溶湯流量Ｑを決定する（第１実施例のステップＳ２２に相当）。全金属溶湯流量Ｑは、第１実施例と同様の手順で計算することができる（すなわち、金属シートの製造による湯溜り３８からの金属溶湯減少分と、各ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃの液面変動に応じた補正分との和）。全金属溶湯流量Ｑが計算されると、各ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃに供給する金属溶湯流量を決定する。例えば、各ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃに均等に金属溶湯を供給するように決定することができる（すなわち、ノズル１８ａに供給する金属溶湯量Ｑ／３、ノズル１８ｂに供給する金属溶湯量Ｑ／３、ノズル１８ｃに供給する金属溶湯量Ｑ／３）。あるいは、ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃ毎に金属溶湯量を変えるようにしてもよい（例えば、ノズル１８ａ，１８ｃの金属溶湯量を多くし、ノズル１８ｂの金属溶湯量を少なくする。）。
ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃ毎に金属溶湯量が決まると、それらの値に基づいてバルブ２０ａ〜２０ｃ，２６ａ〜２６ｃの開度を決定し、各バルブ２０ａ〜２０ｃ，２６ａ〜２６ｃに駆動信号を出力する（第１実施例のステップＳ２４に相当）。以下、停止命令が出されるまで、上述した処理を繰り返す。
【００３０】
上述した説明から明らかなように、第２実施例の金属シート製造装置では、冷却ローラ１０，１２の長手方向複数箇所にノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃを配置し、ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃ毎に高温溶湯と低温溶湯の流量比（すなわち、ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃから供給される金属溶湯の温度）を調整する。このため、冷却ローラの長手方向の冷却能力の相違（冷却ローラの端部ほど冷却されやすい）による湯溜り３８の温度差の発生が抑制される。このため、冷却ローラ１０，１２の上方に形成される湯溜り３８は冷却ローラ１０，１２の長手方向に均一な温度となり、高品質な金属シート４０を得ることができる。
【００３１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上述した各実施例では１対の冷却ローラが水平に配置された例であったが、例えば、冷却ローラを上下に並んで配置し、冷却ローラの間隙の近傍に配置したノズル（タンディシュ）から冷却ローラの間隙に金属溶湯を直接送り出すような装置についても本技術は適用可能である。また、冷却ローラの長手方向に配置するノズルの本数や、溶湯保持炉の数は上述した実施例に限られることなく、適宜変更することができる。
また、ノズルから冷却ローラまでの距離が短く、ノズルと冷却ローラとの間に温度センサを配置することが困難な場合には、ノズル内（例えば、ノズル先端）に温度センサを配置し、ノズル内の金属溶湯の温度を計測するようにしてもよい。あるいは、冷却ローラの端部に配置されるノズル用の温度センサを、サイドダムに配置するようにしてもよい。
さらに、上述した高温溶湯と低温溶湯の混合比の調整と併せて、冷却ローラの冷却能力の調整等を行うようにしてもよい。例えば、計測された金属溶湯の温度が高すぎる場合は、冷却ローラ内を流れる冷却水量を増加し、逆に、計測された金属溶湯の温度が低すぎる場合は、冷却ローラ内を流れる冷却水量を減少させる。このように冷却ローラの冷却能力を併せて調整することで、湯溜りの温度変化に迅速に対応することができる。
なお、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の金属シートの製造装置の構成を模式的に示す図
【図２】金属シート製造時におけるノズル先端の状態を模式的に示す図
【図３】金属溶湯流入口が設けられた位置におけるノズルの断面図
【図４】第１実施例のコントローラの制御内容を示すフローチャート
【図５】目標温度と装置稼働時間の関係を示す図
【図６】基準流量比と目標温度の関係を示す図
【図７】第２実施例の金属シート製造装置の構成を模式的に示す図
【符号の説明】
【００３３】
１０，１２・・冷却ローラ
１４，１６・・サイドダム
１８・・ノズル
２０，２６・・バルブ
２８・・第１溶湯保持炉
３０・・第２溶湯保持炉
３２・・コントローラ
３４・・液面センサ
３６・・温度センサ
３８・・湯溜り
４０・・金属シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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